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Vorrichtung zur fortlaufenden Ermittlung g der Kapezität von aufeinanderfolgenden
vorbestimmten Längen eines langgestreckten, mit einem plastischen Isoliermaterial
umpreßten Leiters zwecks Steuerung der Strangpressung Die Erfindung bezieht sich
auf eine Vorrichtung für das Strangpressen von plastischem Isoliermaterial um langgestreckte
Leiter und insbesondere auf eine Vorrichtung zur fortlaufenden Ermittlung der Kapazität
von aufeinanderfolgenden vorbestimmten Längen eines langgestreckten Leiters, der
durch Strangpressung mit plastischem Isoliermaterial umpreßt wird, um dadurch eine
Steuerung der Strangpressung zu ermöglichen.
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In einer Fernsprechleitung ist es wesentlich, daß der die Verständigung
beeinträchtigende Störungsfaktor auf ein möglichst kleines Maß herabgesetzt wird.
Die Störempfindlichkeit von Fernsprechkabeln, die eine Vielzahl von gesondert isolierten
Drähten enthalten, hängt wesentlich von der Kapazitätskopplung gegen Erde oder von
dem Unterschied in den Teilerdkapazitäten der Drähte eines Paares ab.
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Es i, st daher wichtig, daß die beiden Drahte eines Paares in einem
Kabel im wesentlichen die gleiche Kapazität mit Bezug auf die umgebenden Paare des
Kabels und den metallischen Kabelmantel haben.
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Bisher wurden isolierte Drähte durch Strangpressen von Umhüllungen
aus kompaktem thermoplastischem Material um Leiter hergestellt. Es wurde versucht,
die Kapazität solcher isolierter Leiter gegen Erde dadurch auf einem bestimmten
Wert zu halten, daß der Durchmeser der Isolation innerhalb enger Grenze n gehalten
wird. Dieses Verfahren ist jedoch nicht völlig zufriedenstellend, da die Dielektrizitätskonstante
der plastischen Isolation selbst wieder sich bei Veränderungen in ihrerZusammensetzungoderaus
anderen Gründen ändern kann. Ferner ergibt sich bei diesem Verfahren die Möglichkeit.
da. ß eine Isolation hergestellt wird, die einen im wesentlichen gleichbleibenden
Durchmesser hat, ohne daß jedoch die Kapazität gegen Erde innerhalb der gewünschten
Grenzen bleibt, da die isolierende Umhüllung mit Bezug auf den von ihr umgebenen
Draht exzentrisch sein kann.
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Neuerdings sind Versuche gemacht worden, Leiter mit Schaumstoffen
zu isolieren,wobcii Schaumstoff aus Polyäthylen besonders gute Ergebnisse lieferte.
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Bei der Herstellung einer solchen Isolation wird das Problem der Aufrechterhaltung
einer bestimmten gleichmäßigenKapazitäteinesisolierten Drahtes gegen Erde durch
unbeabsichtigte Veränderungen in der zusammengesetzten Dielektrizitätskonstante
der stranggepreßten Isolation, wie sie beim Strangpressen auftreten können, noch
weiter kompliziert. Diese Veränderungen können die Folge von Veränderungen im Expansionsgrad
der zellenförmigen plastischen Isolation sein, die wegen Veränderungen in den Temperaturen,
Drücken und anderen Faktoren, die während des Strangpreßvorgangs eine Rolle spielen,
schwierig zu regeln sind.
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Es wurde festgestellt, daß die Herstellung eines Drahtes mit einer
kompakten oder zellenförmigen plastischen Isolation und einer im wesentlichen gleichmäßigen
bestimmten Kapazität gegen Erde durch eine kontinuierliche selbsttätige Steuerung
der Strangpresse erzielt werden kann. Die Genauigkeit einer solchen Steuerung hängt
m erster Linie von der Genauigkeit der kontinuierlichen Kapazitätsanzeige ab. Um
diese Anforderung erfüllen zu können ist eine Kapazitätsmeßvorrichtung erforderlich,
mit der die Kapazität je Längeneinheit des ununterbrochen fortbewegten isolierten
Drahtes kontinuierlich gemessen werden kann und die kontinuierlichen Abweichungen
der gemessenen Kapazität je Längeneinheit des isolierten Dra'htes von einer bestimmten
Normal-oder Vergleichskapazitä anzeigt.
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Demgemäß ge'ht die Erfindung von einer an sich bekannten Vorrichtung
zur Steuerung der Strangpressung von plastischem Isoliermaterial um einen leitenden
Kern aus, bei der die Kapazität aufeinanderfolgender vorbestimmter Längen des isolierten
Kerns
unmittelbar nach der Pressung mittels einer Brückenanordnung
laufend mit einer Standardkapazität ve, rglichen wird und die Strangpresse ständig
entsprechend der gemessenen Kapazitätsdinerenz derart gesteuert wird, daß die Kapazität
pro Längeneinheit des umgepreßten Kernes im wesentlichen konstant bleibt. Bei dieser
bekannten Vorrichtung finden rotierende Elektroden Anwendung, welche auf der neubeschichteten
und noch relativ weichen Isolerstoffschicht des Kerns anliegen, so daß sich die
Bildu, ng von Fehlstellen und Unvollkommenheiten in der Isolierung praktisch nicht
vermeiden läßt. Dies ist st besonders deshalb nicht der Fall, weil eine größere
Anzahl von Rollen benötigt wird, um einen innigen Kontakt zu verwirklichen, der
für die Kapazitätsmessung und den Kapazitätsvergleich erforderlich ist.
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Diese Mängel werden nadh dem Vorschlag der vorliegenden Erfindung
dadurch vermieden, daß die Kapazitätsmeßeinrichtungeinelänglichekastenförmige Elektrode
aufweist, welche an beiden Enden mit Öffnungen für die Durchführung des isolierten
Leiters eingerichtet ist und mit Abstand oberhalb des üblichen Kühlmittelbehälters
der Presse gehalten wird, und daß die Elektrode mit einer elektrolytischen leitenden,
dem isolierten Leiter umgebendem Flüssigkeit gefüllt ist, welche mit Hilfe eines
ständig laufenden Nachfüllpumpensystems zwecks Ausgleichs des Flüssigkeitsaustritts
durch die « Offnung auf einem praktisch konstanten Pegel gehalten wird.
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Das Pumpensvstem ist zweckmäßig mit einem unterhalb der Elektrodenöffnu,
ngen liegenden, über die Elektrodenenden hinausreichenden Flüssigkeitssammeltrog
und einer umlaufenden Pumpe für die Rückförderung der Flüssigkeit aus dem Sammeltrog
in die Elektrode ausgestattet.
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Dabei empfiehlt es sich, die Elektrode, den Sammeltrog und die Pumpe
auf einer Halterung anzubringen, welche eine elektrische Isolierung gegenüber den
übrigen Teilen der Vorrichtung bildet.
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Weitere Merkmale der ernndungsgemäßen Vorrichtung sind der nachfolgenden
Beschreibung und dem in der Zeichnung dargestqellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen.
Die Zeichnung zeigt in n Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung, Fig. 2 eine
Teirlansicht i, n vergrößertem Maßstab und schaubildlicher Darstellung eines mit
zellenförmigem plastischem Material isolierten Drahtes.
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Fig. 3 eine teilweise Seitenansidht im vergrößertem Maßstab einer
einen Tei, 1 der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung bildenden Elektrode, Fig. 4 eine
teilweise Seitenansicht im vergrößerten Maßstab einer Fortsetzung der in Fig. 3
gezeigten Elektrode, Fig. 5 eine Teilansicht in n vergrößertem Maßstab und im senkrechten
Schnitt nadh der Linie 5-5 der Fig. 1, Fig. 6 eine Teilansicht in vergrößertem Maßstab
und im senkrechten Schnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 5, Fig. 7 eine Teilansicht
in vergrößertem Maßstab der in Fig. 3 gezeigten Pumpenanordnung, wobei Teile weggebrochen
sind, und Fig. 8 ein elektrisches Schaltbild der Vorrichtung gemäß der Erfindung.
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Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung eines Drahtes mit einer
plastischen Isolation. Ein blanker Draht 10 wird durch eine Preßmassestrangpresse
11 üblicher Art von einer Zuführtrommel 12 aus kontinuierlich hindurchbewegt. In
der Strangpresse 11 wird der blanke Draht 10 mit einer im wesentlichen
konzentri,
schen Schicht 14 eines plastischen Isoliermaterials, beispielsweise Polyäthylen
oder Schaumstoff aus Polyäthylen od. dgl., zur Bildung eines isolierten Drahtes
16 umhüllt.
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Unmittelbar nachdem der isolierte Draht 16 aus der Preßform der Strangpresse
11 austritt, wird er durch ein nicht gezeigtes Kühlwasserbad in einem Kühltrog 20
geleitet. Der Wasserspiegel im Kühltrog 20 wird durch einen durch eine Leitung 22
zugeführten ununterbrochenen Wasserstrom im wesentlichen konstant auf einer Höhe
gehalten, die ausre, idht, daß der isolierte Draht 16 während seines Durchgangs
durch den Trog mit Sicherheit in Wasser eingetaucht bleibt.
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Das Wasser aus dem Kühltrog 20 tritt an dessen Enden in einen länglichen
tSberlauftrog 25 aus, der unterhalb des Kühltrogs angeordnet ist.
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Neben dem linken Ende des Kühltrogs 20 und in Längsrichtung in axialer
Ausnuchtung mit diesem ist eine längliche, hohle, kastenförmige Elektrode 28 angeordnet,
die einen Teil einer Kapazitätsmeßeinrichtung bildet. Die Elektrode 28 besitzt einen
Boden 30 (Fig. 5 und 6), Seiten 31 und Enden 32, die rechteckig in ihrer Form und
aus Blech, z. B. aus Messin, Kupfer od. dgl., hergestellt sind. An einer der Seiten
31 ist ein Deckel 33, ebenfalls aus Blech, angelenkt.
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Die Enden 32 der Elektrode 28 sind mi ; t U-förmigen Öffnungen versehen,
von denen eine in Fig. 5 bei 34 gezeigt ist. Die Öffnungen 34 sind im Weg des sich
ununterbrochen fortbewegenden isolierten Drahtes 16 in axialer Ausfluchtung angeordnet,
so daß sich der Draht in Längsrichtung durch die Elektrode 28 hindurchbewegen kann,
und sind mit abnehmbaren Verschlüssen versehen, von denen einer in Fig. 5 bei 36
gezeigt ist und die zwischen Führungsgliedern 37 gleitbar angeordnet sind. Die Verschlüsse
36 sind normalerweiße so angeordnet, daß sie einen größeren Teil der Offnungen 34
bedecken, jedoch Teile unbedeckt lassen, um einen Zugang für den isolierten Draht
zu schaffen. Auf die Kanten der Öffnungen 34 sind U-förmige Einsatzstücke aufgesetzt,
von denen eines bei 38 in Fig. 6 gezeigt ist und die aus einem Material mit guten
Gleiteigenschaften bestehen, um die Reibung des sichbewegendenisolierten Drahtes
zu vermindern und um eine Beschädigung der Isolierschicht durch die scharfen metallischen
Kanten der Öffnungen zu verhindern.
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Die Elektrode28 ist auf zwei U-förmigen Stützen 39 angeordnet, die
ihrerseits quer zwischen den Seiten eines länglichen rechteckigen Sammelbeckens
40 angeordnet sind, das sich im Abstand unterhalb der Elektrode28 befindet Das Sammelbecken
40 ist in seiner Länge etwas größer als die Elektrode 28 und erstreckt sich in Längsrichtung
über die Enden der Elektrode hinaus. Das Sammelbecken 40 ist zwischen den Seiten
eines Überlauftrogs 25 auf einer Vielzahl isolierender Querstücke 41 (Fig. 3, 4
und 5) angeordnet, die aus einem geeigneten Isoliormaterial, beispielsweise Phenolfaser
od. dgl., bestehen, und die Elektrode 28 und das Sammelbecken 40 von den anderen
leitenden Teilen der Vorrichtung, z. B. vom Überlauftrog 25 und dem darin befindlichen
Wasser, elektrisch isolieren.
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Die Elektrode 28 i, st zur Aufnahme einer geeigneten elektrisch leitenden
Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, bestimmt, das bei 42 in Fig. 5 und 6 angedeutet
ist und das von allen äußeren Leitern elektrisch isoliert ist. Für die Zwecke der
Erfindung hat sich gewöhnliches Leitungswasser als ausreichend elektrisch leitend
erwiesen. Das Wasser42 wird innerhalb der Elektrode 28 mit Hilfe einer ständig angetriebenen
Schleuderpumpe
43 (Fig. 7), die das Wasser in das Innere der Elektrode durch eine Zuführungsleitung44
fördert, im wesentlichen auf einergleichbleibenden Höhe gehalten. Die Pumpe 43 besitzt
ferner eine Saugleitung 45, die mit dem Sammelbecken 40 verbunden ist, welches das
aus den Offnungen 34 an den en Enden der Elektrode 28 stän austretende Überlaufwasser
42 aufnimmt. Die Förderung der Pumpe 43 ist derart bemessen, daß dar Spiegel des
Wassers 42 auf einer Höhe gehatten wird, die ausreicht,daß der isolierte Draht 16,
welcher durch die Elektrode 28 hindurchbewegt wi. rd, ständig über die ganze Länge
der Elektrode völlig in Wasser eingetaucht bleibt.
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Um die elektrische Isolation des Wassers 42 zu gewährleisten,ist
die Pumpe 43 auf einem am Uberlauftrog 25 befestigten, sich seitlicherstreckenden
Arm 48 (Fig. 5) gelagert, wobei eine Schicht 50 aus einem geeigneten Isoliermaterial,
wie P'henolfaseer, zwischendem Arm und dem Sockel der Pumpe angeordnet ißt. Die
Antriebskraft für die Pumpe 43 wird durch einen Elektromotor 52 mit gleichbleibender
Drehzahl über ein Getriebe 52 geliefert, welches die l'umpe über eine Wellenkupplung
54 aus geeignetem Isoliermaterial, beispielsweise Phenolfaser od. dgl., antreibt.
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An den entgegengesetzten Enden des Sammelbeckens 40 sind zwei Lufttrockner
55 und 56 üblicher Art vorgesehen, die die Aufgabe haben, einen an der Obornäche
des isoliertenDrahtesanhaftenden Flüssigkeitsnim zu entfernen, bevor der isolierte
Draht in dieElektrodeeintrittoder nachdem er aus der Elektrode ausgetreten ist.
Den Lufttrocknern 55 und 56 wird über Druckluftleitungen 57 und 58, die aws Isoliermateria).beispielsweiserohrförmigem
Polyäthylen od. dgl., bestehen, Druckluft zugeführt.
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NebendemLufttrockner55 am linken Ende des s Sammelbeckens 40 ist
ein zweiter, dem Trog20 ähnlicher Kühltrog 60 angeordnet. Dieser Trog 60 wird mit
kaltem Wasser beliefert, so daB der isolierte Draht 16 bei seinem Durchgang durch
diesen Trog weiter gekühlt wird. Aus dem Trog 60 bewegt sich der isolierte Draht
16 um ein Abzugspill 62 und von diesem zu einer Aufwickeltrommel 64.
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Das s innerhalb der Elektrode 28 befindliche Wasser 42 dient als
leitender zylindrischer Mantel, der sich mit den aufeinanderfolgenden Längeneinheiten
des isolierten Drahtes 16 in Kontakt befindet, wobei jede dieser Längeneinheiten
eine bestimmte gleiche Länge hat. Der Mantel aus elektrischleitendemWasser42 bildet
in Verbindung mit dem mittig angeordneten Draht einen Zylinderkonidensator.beiwelchemdie
Isolationsschicbt 14 das Dielektrikum bildet.
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Dieser Kondensator ist in den » unbekannten « Brückenzweig. BC einerVierpolkapazitätsmeßbrücke,
die allgemein mit 70 (Fig. 8) bezeichnet ist, geschaltet, deren Klemmen mit A, B,
C und D bezeichnet sind. Die Elektrode28istübereineabgeschirmte Leitung 72 mit der
Klemme B verbunden, während der blanke Draht 10 über eine geeignete, nicht gezeigte
VerbindungmitderKlemme C verbunden ist, die geerdet ist. Die Brückenzweige ß und
D enthalten Vergleichs-oder Normalwiderstände 73 und 74, die einander in ihrem Wert
gleich sind. Der Brückenzweig CD enthälteinenregelbarenVargleichsoderNormalkondensatof76,dar
auf einen gewün, schhten Wert der Kapazitat CS fiir den Vergleich mit der Kpazität
Cx des »unbekannten« Brückenzweigs BC eingestellt werden kann.
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Die Brückenschaltung 70 (Fig. 8) wird durch einen Niederfrequenzoszillatof
78 erregt, der eine Wechsel-
spannung von annähernd 10 Kilohertz an die Klemmen A
und C legt. Die Klemmen B und D der Brückenschaltung 70 sind über die Primärwicklung
79 eines Brückenübertragers 80 miteinander verbunden. Eine Klemme der Sekundärwicklung82
des Brückenübertragers 80 ist bei 84 geerdet,während die andere Klemme mit einem
Steuergitter 85 einer Doppeltriode87üblicher Art verbunden ist.
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Eine Kathode 90 der Doppeltriode 87 ist über einen geeigneten Widerstand
91 geerdet und wird in üblicher Weise durch einen nicht gezeigten Heizfaden indirekt
beheizt. Ein zweites Steuergitter 92 ist über einen geeigneten regelbaren Widerstand
und einen Kondensator 95 mit der ungeerdeten Ausgangsklemme des Oszillators 78 verbunden.
Die Anoden 97 und 98 der Doppeltriode 87 liegen bei 99 an einer gemeinsamen Verbindungsleitung
und sind d über einen geeigneten Belastungswiderstand 100 mit der positiven Ausgangsklemme
102 einer Quelle 104 gleichgerichteter Spannung von etwa 400 Volt verbunden. Diese
Spannungsquelle 104 besteht aus einem elektronischen Vollweggleichrichter, der eine
Doppelzweipolröhre 105 üblicher Art und einen Transformator 107 aufweist, dessen
Sekundärwicklung 108 mit einer Mittelanzapfung versehen ist und dessen Primärwicklung
110 von einem Regeltransformator 112 für konstante Sekundärspannung beliefert wird.
Die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung ist bei 113 geerdet.
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Die Anoden 97 und 98 der Doppeltriode 87 sind über einen Kopplungskondensator
115 mit einem Widerstand 117 verbunden, der bei 118 geerdet ist.
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Dem Widerstand 117 ist ein Germaniumgleichrichter 119 parallel geschaltet,
der mit einem Regelwiderstand 120 und einem Teil einer Potentiometerwiderstandswicklung
121 über einen Gleitkontakt 122 in Reihe geschaltet ist. Die allgemein mit 123 bezeichnete
Gleichrichterschaltung umfaßt einen geerdeten Widerstand 125 und einen Kondensator
126. Der Gleitkontakt 122 ist über den übrigen Teil der Widerstandswicklung 121
mit der positiven Klemme 102 der Spannungsquelle 104 verbunden.
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Der Spannungsabfall über den Regelwiderstand 120 wird den Eingangsklemmen
eines in Fig. 8 bei 128 schematisch dargestellten Umformers und Hilfsverstärkers
aufgeprägt. Die Ausgangsklemmen des Umformers und Hilfsverstärkers 128 sind ihrerseits
mit den Enden einer Feldwicklung 130 eines mit zwei Feldwicklungen ausgerüsteten
Zweiphasen-Asynchron-Abgleichmotors 132 verbunden. Die zweite Feldwicklung 131 des
Abgleichmotors 132 wird kontinuierlich durch die Parallelschaltung mit der Sekundärwicklung
des Transformators 112 erregt.
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Die Abtriebswelle 135 des Motors 132 ist kraftschlüssig mit einem
Gleitkontakt 137 eines Regelwiderstandes 140 verbunden, der einen Teil einer allgemein
mit 142 bezeichneten Motorregelvorrichtung bildet. Die Motorregelvorrichtung 142
bestimmt die Drehzahl eines Antriebsmotors 145, der das Abzugspill 62 mit einer
Geschwindigkeit antreibt, die durch die Stellung des Gleitkontaktes 137 des Widerstandes
140 bestimmt ist.
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Arbeitsweise Während des Strangpreßvorgangs wird der blanke Draht
10 durch das Abzugspill 62 mit ununterbrochener Bewegung durch die Strangpresse
11 gezogen. In der Strangpresse wird die plastische Isolationsschicht 14, vorzugsweise
aus Polyäthylenschaumstoff, auf den Draht 10 in der Strangpreßmatrize zur Bildung
des isolierten Drahtes 16 aufgebracht. Nach seinem Austritt
aus
der Strangpresse 11 tritt der isolierte Draht 16 sofort in das im Trog 20 befindliche
Kühlwasserbad 19 ein. Beim Durchgang des isolierten Drahtes durch das Wasserbad
19 wird die plastische Isolation abgekühlt, um weitere wesentliche Veränderungen
in der Dielektrizitätskonstante oder in dem Außendurchmesser derselben zu verhindern.
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Nach dem Austritt des isolierten Drahtes 16 aus dem Wasserbad 19
im Trog 20 wird dieser durch den Lufttrockner 56 gefiihrt, der am Umfang der lsolation
habendes Wasser bzw. Fremdkörper entfernt. Vom Lufurockner 56 wird der isolierte
Draht 16 zur Elektrode 28 weiterl) ewegt, in die er durch die Öffnung 34. gesehen
in Fig. 1. am rechten Ende derselhen, eintritt.
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Innerhalb der Elektrode 28 ist der isolierte Draht völlig in dem darin
befindlichen Wasser 42 eingetaucht.
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Dans tasser 42 bildet einen leitenden zylindrischen Mantei um den
Umfang aufeinanderfolgender Längeneinheiten des isolierten Drahtes je von einer
bestimmten Länge. Durch die Verbindung über die abgeschirmte Leitung 72 mit der
Brückenschaltung 70, die durch den Oszillator 78 erregt wird, wird zwischen dem
geerdeten Draht und dem in der Elektrode 28 enthaltenen \\Tasser 42, welche wie
zwei Beschläge eines Zylinderkondensators mit der zwischenliegenden Isolationsschicht
14 als Dielektrikum wirken, eine Wechselspannung aufgeprägt.
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Wie im Schaltbild (Fig. 8) gezeigt, wird die Kapazität Cx dieses
durch den geerdeten Draht und den Wassermantel gebildeten Kondensators ständig mit
der Kapazität des Normalkondensators 76 verglichen.
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Die Kapazität des Normalkondensators 76 ist auf einen vorbestimmten
Wert Cs eingestellt, durch welchen die Brückenschaltung für eine gewünschte Längeneinheitskapazität
des isolierten Drahtes abgeglichen ist. Wenn beispielsweise eine Kapazität von 50
Pikofarad je 30 cm des isolierten Drahtes aufrechterhalten werden soll und die Elektrode
eine Lange von 150 cm hat, würde der Normal--oder \'ergleichskondensator einen Wert
von 250 Pikofarad haben.
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Im Betrieb bleibt, solange die Kapazität je Längeneinheit des isolierten
Drahtes 50 Pikofarad je 30 cm beträgt clie Brückenschaltung abgeglichen und der
Abgleichmotor 132 im Stillstand, so daß die l) rchzahleinstellung des das Spill
62 antreibenden Vlotors 145 koustant gehalten wird.
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Wenn jedoch die Kapazität je Längeneinheit des isolierten Drahtes
infolge einer Verminderung der Dielektrizitätskonstante der plastischen Isolation
oder einer E@höhung des Außendurchmessers derselben abnimmt. erscheint über den
Klemmen B und D ein S @annungsunterschied VBD, der proportional dem (ad der Unssmmetrie
der Brückenschaltung70 und um 180C phasenverschoben zur Spannung lXAC zwischen den
Klemmen. 4 und C ist. Diese Vnsymmetriesignalspannung GeD zwischen den Klemmen 3
und D hat zur Folge. daß eine Spannung, die dieser proportional und in Phase mit
der Spannnung iiber den Klemmen 4 und C ist, zwischen dem Steuergitter 85 und der
Kathode 90 der Doppeltriode 87 aufgeprägt wird.
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Zwischen dem Steuergitter 92 und der Kathode 90 wird eine Spannung
aufgeprägt, die proportional und in Phase mit der Ausgangsspannung des Oszillators
78 ist. Die Anoden 97 und 98 werden gegenüber der Kathode durch die Spannungsquelle
104 ständig positiv gehalten. Daher wird der Anodenstrom durch die Doppeltriode
durch die gemeinsame Wirkung der Steuergitter 85 und 92 bstimmt und ist proportional
der
algebraischen Summe der der Kathode bzw. den Steuergittern 85 und 92 aufgeprägten
Spannungen.
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Der Betrag der an das Steuergitter 92 gelegten Spannung wird auf
einen Wert eingestellt und auf diesel gehalten, der wesentlich höher ist als der
zu erwartende Wert des bei normalem Betrieb dem Gitter 85 aufgeprägten Unsymmetriesignals.
Die an das Gitter 92 gelegte Spannung hat daher eine Komponente des Anodenstroms
durch die Doppeltriode 87 zur Folge, die von der gleichen Frequenz wie die Llnsynr
metriesignalspannung I'BD ist und als Bezugsspannu-ig wirkt. Die Unsymmetriesignalspannung
hewirkt daher eine Vergrößerung oder Verringerung der Amplitude des Anodenstroms
durch die Doppeltriode 87 je nach der Richtung der Unsymmetrie, d. h. je nachdem
die gemessene Kapazität C, größer oder geringer ist als die Vergleichskapazität
C's.
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Die Wechselstromkomponente des Anodenstroms nimmt ihren Weg durch
den Kopplungskondensator 115 und erfährt durch die Diode 119 eine Halbweggleichrichtung.
Der Ausgang der Diode 119 ist nach dem Durchgang durch den Filterkreis 123 ein Strom
gleicher Richtung. Die durch den letzterwähnten Strom über den Regelwiderstand 120
erzeugte Spannung wird durch eine Gleichstromvorspannung kompensiert, die iiber
einen Teil der Widerstandswicklung 121, welche zwischen der Klemme 102 der Gleichstromquelle
104 und dem Gleitkontakt 122 liegt, auftritt. Der Betrag dieser Vorspannung wird
so eingestellt, daß die Spannung iiber den Regelwiderstand 120 annähernd Null ist,
wenn die Brückenschaltung abgeglichen ist. Daher ändert sich die Gleichspannung
iiber den Regelwiderstand 120 in ihrer Polarität mit der Richtung der Unsymmetrie
der Scheinwiderstandsmeßbrücke 70 und in ihrem Betrag im Verhältnis zum Betrag der
Unsymmetrie. Die Gleichspannung iiber den Regelwiderstand 120 wird durch einen nicht
gezeigten, einen Teil des Schaltgliedes 128 bilden (len, Umformer in eine Wechselspannung
umgeformt. Diese Wechselspannung wird verstärkt und erregt die Feldwicklung 130
des Abgleichmotors 132.
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Der Abgleichmotor 132 ist ein Asynchronmotor mit zwei Feldwicklungen,
der nur in Drehung versetzt wird. wenn Wechselstrom in seinen beiden Feldwicklungen
fließt. Die Feldwicklung 131 ist so gestaltet. daß in ihr immer ein Wechselstrom
fließt, der mit der Ausgangsspannung des Transformators 112 in Phase gehalten wird.
Der Strom, der in der Feldwicklung 130 infolge einer Unsymmetrie der Brücke fließt,
hat gegenüber dem Strom in der Feldwicklung 131 eine Phasenverzögerung entweder
von 90 oder von 270°. je nach der Richtung der Unsymmetrie, Daher hängt die Drehrichtung
der Welle 135 nur von der Polarität der Spannung über den Regelwiderstand 120 ab.
Die Stellung des Gleitkontakts 137 bestimmt die Drehzahl des das Spill 62 antreibenden
Motors 145 und damit die Geschwindigkeit, mit der der Draht 10 durch die Strangpresse
11 gezogen wird.
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Es ist bekannt, daß der Außendurchmesser der auf einen durch eine
Strangpresse bewegten Draht aufgebracllten Isolationsschicht sich mit der linearen
Geschwindigkeit des Drahtes verändert. Wenn alle anderen Bedingungen unverändert
bleiben, hat eine Verringerung der Drahtgeschwindigkeit eine Vergrößerung des Außendurchmessers
der Isolationsschicht zur Folge. Umgekehrt wird durch eine Erhöhung der Drahtgeschwindigkeit
eine Verminderung des AuBendurchmessers bewirkt. Die Wirkung des Außendurchmessers
der Isolationsschicht auf die sich ergebende Kapazität je Längeneinheit eines isolierten
Drahtes
cigibt sich ohne weiteres aus dem Verhältnis, das durch
die folgende Gleichung gegeben ist :
wobei Cx die Kapazität einer Längeneinheit des Drahtes ist. D der Durchmesser der
Isolationsschicht, d der Durchmesser des blanken Drahtes, a die zusammengesetzte
Dielektrizitätskonstante der plastischen Isolation, K die durch die verwendeten
Einheiten bedingte Konstante, z. B. K=7. 366, wenn Cx in Pikofarad je 30 cm lArahtaderlänge
ausgedrückt ist.
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Hieraus ergibt sich, daß, wenn der Außendurchmesser durch Erhöhung
der Drahtgeschwindigkeit abnimmt, die Kapazität je Längeneinheit des isolierten
I) rahtes zunimmt. Die Kapazität je Längeneinheit des isolierten Drahtes kann sich
auch durch Veränderungen des Isoliermaterials verändern, z. B. durch Verin der in
einer Schaumstoffisolation enthaltenen Gasmenge. Auch Veränderungen in der Temperatur.
Bildsamkeit oder Zusammensetzung des plastischen Materials können die Dicte und
die Kapazität je Längeneinheit der Isolation beeinflussen.
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Bei dem angenommenen Unsymmetriezustand, bei . velchem die gemessene
Kapazität C je Längeneinheit des isolierten Drahtes unter die vorbestimmte Vergleichskapazität
Cs infolge einer Verminderung der zusammengesetzten Dielektrizitätskonstante der
plastischen Isolation abgesunken ist. tritt tuber den Regelwiderstand 120 eine Spannung
auf. die durch ihre Polarität die Stellung des Gleitkontakts 137 so beeinilul-It,
dal3 sich die Drehzahl des das Spill antreibenden Rotors zur Erhöhung der Drahtgeschwindigkeit
erhöht. Die erhöhte Drahtgeschwindigkeit ergibt einen kleineren Außendurchmesser
der Isolationsschicht mit einer entsprechenden Zunahme der Kapazitat je Längeneinheit
des isolierten Drahtes zur Wiederherstellung des Abgleichs der Brücke 70.
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Aus dem Vorangehendenergibt sich, daß, obwohl die zusammengesetzte
Dielektrizitätskonstante der plastischen Isolation sich infolge einer Größenveränderung
oder normaler unbeabsichtigter Veränderungen im Expansionsgrad eines Schaumstoffes
oder ungleichmäßiger Gasverteilung über den Querschnitt des Schaumstoffes verändern
kann, die Kapazität je Längeneinheit des isolierten Drahtes durch die Verwennung
der vorangehend beschriebenen Vorrichtung im wesentlichen konstant auf dem gewünschten
Wert der Kapazität CS gehalten wird.
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Die vorangehend beschriebene Kapazitätsmeßvorrichtung mit der zugehörigen
elektrischen Einrichtung ist natürlich auch noch zu anderen Zwecken als zur Regelung
eines ein Abzugspill antreibenden Motors mit veränderlicher Drehzahl verwendbar.
Der Abgleichmotor kann auch so angeordnet werden, daß er die Drehzahl der Preßschraube
in der Strangpresse 11 und damit die Preßgeschwindigkeit der plastischen Isolation
in Abhängigkeit von den Kapazitätsmessungen regelt. Ferner ist es auch möglich,
die Anordnung so zu treffen, daß der Abgleichmotor die Vorrichtung regelt, welche
ihrerseits die Temperaturen in verschiedenen Teilen der Strangpresse oder die jeweilige
rela-
tive Lage der Mantelbildungselemente in der Strang presse regelt, um den Charakter
und die Dicke de Isolationsschicht in Abhängigkeit von diesen Messungen zu verändern.
Ferner ist zu erwähnen, daß der Expansionsgrad der plastischen Masse dadurch g «-regelt
werden kann, daß der Abgleichmotor eine Vo@-richtung regelt, durch die Gas in die
plastische Masse zur Bildung einer Schaumstoffisolation einverleiit wird.
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Obwohl bei dem beschriebenen Beispiel als elektrisch leitende Flüssigkeit
Wasser verwendet worden ist, ist die Erfindung nicht auf die Verwendung von Wasser
beschränkt, sondern es können mit befriedigenden Ergebnissen auch andere elektrisch
leitende Flüssigkeiten benutzt werden.
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PATENTANSPROCHE : 1 Vorrichtung zur fortlaufenden Ermittlung der
Kapazität von aufeinanderfolgenden vorbestimmten Längen eines langgestreckten mit
einem plastischen Isoliermaterial umpreßten Leiters zwecks Steuerung der Strangpressung,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazitätsmeßeinrichtung eine längliche kastenförmige
Elektrode (28) aufweist, welche an beiden Enden mit Offnungen (34) für die Durchführung
des isolierten Leiters (16) eingerichtet ist und mit Abstand oberhalb des iiblichen
Kühlmittelbehälters (25) der Presse gehalten wird, und daß die Elektrode mit einer
elektrolytisch leitenden, den isoliertenLeiterumgebenden Flüssigkeit (42) gefüllt
ist, welche mit Hilfe eines ständig laufenden Nachfiillpumpensystems (43 bis 45)
zwecks Ausgleichs des Flüssigkeitsaustritts durch die Offnungen (34) auf einem praktisch
konstanten Spiegel gehalten wird.